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航天科技集团长征二号F运载火箭圆满完成2024年第二次载人飞行任务侧记

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发布时间:2024年11月07日 浏览量:102次 所属栏目:航天 发布者:田佳恬

秋风吹过航天城,航天科技集团长征二号F运载火箭发射再次进入倒计时。

10月23日下午,长二F火箭从技术区转运至发射区,开始发射前的准备工作。10月30日凌晨,搭载着神舟十九号载人飞船,长二F火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞。

“神箭”再次问鼎太空。

对安全飞行的极致追求

“这发火箭的可靠性达到0.9904,安全性达到0.99996。”航天科技集团常武权介绍,可靠性代表火箭在技术上是成熟的,是从技术体系角度对火箭做了一个客观、科学的评价,每发火箭都有可靠性、安全性评估工作,会针对薄弱环节做提高可靠性的技术状态更改。

火箭想要完成一次圆满飞行,需要多方面兼容协调,除了方案正确、技术成熟、产品可靠,还要综合叠加在发射场的操作、测试等工作情况。

长二F火箭是我国高可靠性火箭研制的开端,可靠性指标要从不载人火箭的0.91提升为0.97。从0.97的目标指标再到如今0.9904的实际指标,已经极为成熟的火箭为什么还要不停地追求极致呢?

“长二F火箭始终保持对技术层面的更高追求,让火箭能力更强。”常武权认为这正是长二F火箭发射队“极端负责、小中见大、挑战自我、精益求精”文化的体现,从事着人命关天的工作,团队具有极高的质量意识和责任意识,不断对火箭系统进行内部审视,通过“双想”发现薄弱环节,通过一点一滴的技术改进来提高可靠性和安全性。

为了让好点子及时用起来,提高操作效率、避免操作安全问题,火箭队伍会提前策划发射场的质量工作。这次进入发射场,火箭发射队策划了54项具体的质量“双想”工作,每周有4天对质量“双想”的项目进行会议讨论确认。“从质量管理程序来讲,这样可以让大家绷紧质量这根弦。”常武权说。

在保证测试工作的覆盖性和充分性,确认火箭质量足够可靠的基础上,提高测发效率,也是这支队伍追求技术进步的体现。本次任务,长二F火箭首次实施30天的测发流程,通过减少待命箭电气系统的测试工作,进一步对测发项目进行了优化。

长二F火箭本次有23项技术状态更改,主要涉及火箭消除薄弱环节、工艺技术改进、提高操作质量和测试质量等方面。为了提高发射场的操作水平,确保操作零差错,火箭发射队开展了发射场的操作分析控制与确认工作,并将流程精细化。此外,为了提高转运安全性和到达发射区之后定位的精确度,活动发射平台也进行了定位敏感装置的状态更新。

“点火不到,‘双想’不止。”发射任务前夕,长二F火箭总设计师刘烽和全体队员强调,要从“操作判读准备细致、预案准备心中有数、持续双想迭代深入”3个方面持续做好射前准备工作。

金牌动力托举登天“神箭”

发展航天,动力先行。相对于运载火箭的其它分系统,发动机要经受住高温、高压等更为恶劣的工作条件。由于结构限制,发动机整机及组件均难以实现冗余备份,任何组件的失效,都可能影响任务成败。

长二F火箭配有10台液体发动机。为了做好质量工作,火箭发动机系统建立了“现场确认+过程确认+结果确认”相结合的质量确认制工作模式,将事后质量确认模式转变为贯穿于整个生产过程的确认模式。

长二F火箭发动机自1992年初开始论证,1993年开始研制。火箭系统庞大且复杂,各分系统要设定更高的目标才能保证实现组合之后的总体目标。依据火箭的可靠性指标,分配给一、二级及助推发动机的总可靠性指标为0.989,其中一级单机(含助推)为0.999,二级(五机)为0.997。

航天科技集团王宏让介绍,所谓“可靠性”是通过设计、工艺、检验来共同实现的。30多年来,经过几十项改进,载人火箭的发动机已经发展为更适合使用的发动机系统。

对发动机来说,想要满足可靠性要求,需要足够的试验时间和试验次数来暴露设计、工艺、材料等方面的缺陷及薄弱环节,再根据故障问题进行改进设计。长二F火箭一级发动机预定工作时间为160秒,但发动机的试车时间为600秒,还要做到试车结束后所有组件完好无损。王宏让解释:“长二F火箭采用的是边缘工况试车方法,能够更彻底地暴露发动机的薄弱环节。”

点火指令下达后,长二F火箭发动机系统的阀门依次打开,燃烧剂偏二甲肼和氧化剂四氧化二氮从喷管喷出,相遇发生自燃,为火箭上天产生巨大的推力。为了飞行安全,发动机系统选择采用的是更加简单可靠的电爆阀,完成阀门的开、关功能。

为火箭做好每一次“体检”

作为控制系统的工作人员,航天科技集团孙艳秋要在发射前负10小时上岗,在发射大厅盯着屏幕判读数据,通过毫厘之差判断产品状态。

为了完成交会对接及载人飞行任务,长二F火箭要完成零窗口发射,这需要测发控系统在发射流程中绝对安全、可靠,保证火箭能分毫不差地点火起飞。

控制系统是运载火箭的“大脑”和“神经中枢”,在火箭飞行中至关重要。进场后,每次测试结束,控制系统都要对数据进行判读,给出火箭“体检结果”。

孙艳秋介绍,长二F火箭转运至发射区以后,控制系统要在几天时间内完成地测数据和遥测数据的采集和判读。在全系统演练结束后,控制系统还要对之前所有的判读数据进行再判读再确认。

参与测试、判读数据、状态准备、编写报告,在发射场期间,孙艳秋每天都在极为细心地和各种数据打交道。由于控制系统功能非常多,控制系统的地面设备体量非常庞大,在发射场的工作就涉及90多台套设备。在越来越密集的任务状态下,相比压力,她认为增长更多的还是信心,“我们有了更多机会总结上一发任务积累的经验,及时反馈到下一发任务,所有的工作都可以心中有数。”她说。

等发射进入负7小时,火箭控制系统会参与火箭的功能检查工作,最后再为火箭做一次“体检”,确认火箭处于正常状态,所有功能、性能可以支持火箭完成点火动作。

与此同时,控制系统还有一项最重要的工作——要根据飞行参数生成最后的飞行诸元,再快速进行仿真、核对,将最终数据装订到箭载计算机,确定长二F火箭最终的飞行程序。

以“提升能力、提高效率”为目标,长二F火箭控制系统不断进行流程优化和人员能力提升,并朝着“通用化、小型化、自动化”的方向升级改造控制系统的地面设备,让每一次火箭“体检”都更加全面可靠。

顾航瑜

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